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Anordnung zur Zusammenschaltung mindestens zweier Antennen oder Antennenverstärker bzw. Umsetzer des Fernsehbereiches
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Zusammenschaltung mindestens zweier Antennen oder Antennenverstärker bzw. Umsetzer des Fernsehbereiches auf eine oder mehrere gemeinsame Verteilerleitungen unter Verwendung von Richtkopplern, wobei die auf die Verteilerleitungen eingekoppelten Frequenzen vorzugsweise in Kanälen innerhalb des gleichen Bandes liegen.
Es ist bekannt, zur Ankopplung von Antennenverstärkern an eine gemeinsame Verteilerleitung in Gemeinschaftsantennenanlagen Richtkoppler zu verwenden. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art ist hiezu eine beiderseitig reflexionsfrei abgeschlossene Verteilerleitung vorgesehen, wobei jeder der Antennenverstärker über eine eigene Koppelschleife an die koaxiale Verteilerleitung angeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Zusammenschaltung mindestens zweier Antennen oder Antennenverstärker bzw. Umsetzer anzugeben, deren Aufwand an Koppelgliedern im Vergleich zur bekannten Anordnung geringer ist. Erfindungsgemäss wird dies bei Anordnungen der eingangs ge-
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oder Umsetzer unmittelbar und ohne Zwischenschaltung von Filtergliedern an die Verteilerleitungen angeschlossen ist und dass die Ankopplung der weiteren Antennen bzw. Antennenverstärker oder Umsetzer über Richtkoppler erfolgt, deren Abschlusswiderstand dem antennen-bzw. verstärkerseitigen Ende der Verteilerleitungen zugewandt ist.
Auf diese Weise kann der Richtkoppler für die unmittelbar an die Niederführungsleitung angeschlossene Antenne bzw. für den Antennenverstärker oder Umsetzer eingespart werden und es entfällt auch die bei Richtkopplern zwar geringe Ankoppeldämpfung. Durch die gerichtete Einkopplung der Energie bei den übrigen Richtkopplern wird eine Dämpfung in diesenFrequenzbereichen durch die unmittelbar angeschlossene Antenne bzw. den Antennenverstärker oder Umsetzer vermieden. Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich in solchen Fällen, bei denen die am Ausgang der Antennen bzw. Antennenverstärker oder Umsetzer zur Verfügung stehenden Spannungen in ihrer Grösse verschieden sind.
Die Antenne bzw. der Antennenverstärker oder Umsetzer mit der niedrigeren Ausgangsspannung wird dabei unmittelbar an die Verteilerleitung angeschlossen, so dass für seine Ausgangsspannung keine Dämpfung durch Filter oder Koppelglieder auftritt.
Durch die Anwendung von Richtkopplern zur Zusammenschaltung von Antennen bzw. Antennenverstärkern oder Umsetzern auf eine gemeinsame Verteilungsleitung ist es auch möglich, das bisher stets mit besonderem Aufwand verbundene Problem des Nachbarkanalempfanges zu lösen, sofern man dafür sorgt, dass die von der einen Kanalantenne mit aufgenommene Energie aus dem Nachbarkanal nicht in die Verteilungsleitung gelangt, weil sonst durch Phasendifferenzen zwischen dem Haupt- und Nebensignal Störungen auftreten können. Beim Empfang von Nachbarkanälen ist eine Zusammenschaltung der Antennen oder Antennenverstärker über Weichen bei Fernsehempfangsanlagen nicht möglich, weil die Flankensteilheit herkömmlicher Weichen hiefür nicht ausreicht und Sonderentwicklungen einen viel zugrossen Aufwand bedeuten würden.
Man hat deshalb bisher zum Empfang von Nachbarkanälen getrennte Nieder-
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schaftsantennenanlagen nicht anwendbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei in den Fig. 1 und 2 die Zusammenschaltung von Antennen mit nachgeschalteten Verstärkern und in den Fig. 3 und 4 die Zusammenschaltung von Antennen mit Frequenzumsetzern dargestellt ist ; in Fig. 5 sind zwei Antennen ohne Verstärker auf eine gemeinsame Verteilerleitung geschaltet ; Fig, 6 zeigt sche- matisch die Zusammenschaltung von mehreren Antennenverstärkern für verschiedene Frequenzbereiche auf gemeinsame Niederführungsleitungen ; Fig. 7 zeigt die Zusammenschaltung zweier Antennen bei Ver- wendung symmetrischer Verteilerleitungen ; Fig.
S zeigt den Aufbau eines Richtkopplers, während bei den Fig. 9, 10, 11 und 12 eine grössere Anzahl von Richtkopplern zu einer Verteileranlage zusammenge- fasst sind ; Fig. 13 zeigt eine Einzelheit des äusseren Aufbaues der Durchgangsleitung ; in den Fig. 14, 15 und 16 sind zwei Richtkoppler dargestellt, die mit einem Chassis baulich zu einer Einheit verbunden sind ;
Fig. 17 zeigt die Versorgung mehrerer kleinerer Gemeinschaftsantennenanlagen mittels einer gemein- samen Antenne für den UHF-Bereich und einem nachgeschalteten Frequenzumsetzer ; in den Fig. 18, 19,
20 und 21 sind bauliche Einzelheiten eines als Richtkoppler verwendbaren Kabels dargestellt, während
Fig. 22 die Einschaltung eines derartigen Richtkoppler-Kabelstückes in eine koaxiale Leitung zeigt.
Fig. 1 zeigt eine Antennenanlage mit z. B. zwei im Fernsehband III arbeitenden Kanalantennen Ka
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Antenne Kg arbeitet im Kanal 8, die Antenne Kg im Kanal 9. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf die hier als Beispiel gewählten Fernsehbereiche und Kanäle beschränkt, sondern kann allgemein
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den Frequenzen nicht in den Verstärkereingang gelangen lassen. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil bei nahe beieinanderliegenden Sendern die Richtwirkung auch scharf bündelnder Kanalantennen nicht gross genug ist und die mit verschiedenen Phasen auf der Hauptleitung zusammentreffenden Frequenzen sich gegenseitig störend beeinflussen können. Die Sperren S8 bzw. Ss können als in Serie zu schaltende Bandsperren oder als quer liegende Saugkreise mit Serienresonanzverhalten ausgebildet sein.
Für die Zu- sammenschaltung von Nachbarkanälen empfiehlt es sich, hiefür zwei in Serie geschaltete Parallelkreise zu verwenden, welche gegenüber der Mittenfrequenz um den gleichen Betrag nach oben und unten verstimmt sind, so dass ihr induktiver bzw. kapazitiver Widerstand zusammen einen Serienresonanzkreis ergeben. Am Ausgang des Verstärkers Vs sind die Verteilungsleitungen L 1und L2 unmittelbar und ohne Einfügung zusätzlicher Filterglieder angeschlossen und an ihrem Ende durch die Widerstände Z1 und Zue- flexionsfrei abgeschlossen. Die Zahl dieser Verteilungsleitungen kann je nach der Zahl der zu versorgenden Teilnehmer gewählt werden.
Die Spannung des Kanals 9 wird vom Ausgang des Kanalverstärkers 9 auf Richtkoppler Riund R 2 geschaltei. die durch Abschlusswiderstände Ai und A : abgeschlossen sind. Durch die Einkopplung der Spannung des Kanals 9 über Richtkoppler fliesst die Empfangsenergie nur in Richtung auf die Verbraucher in die Verteilungsleitungen L, und L2 hinein und eine Bedämpfung des Kanals 9 durch den Ausgangswiderstand des Kanalverstärkers 8 tritt nicht ein. Es ist auf diese Weise möglich, Kanalantennen mit angrenzenden Frequenzbereichen unter ausreichender gegenseitiger Entkopplung zusammenzuschalten.
In Fig. 2 ist die Zusammenschaltung dreier unmittelbar benachbarter Kanäle, nämlich der Kanäle 8, 9 und 10 auf eine gemeinsame Verteilungsleitung dargestellt. Die Kanäle Kg und Klo werden über eine Weiche W zusammengeschaltet, wobei für die Weiche keine besonders grosse Flankensteilheit notwendig
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Kanal 9, in dessen Niederführungsleitung Sperren Ss und 510 angebracht sind, wird in gleicher Weise wie in Fig. 1 auf die Verteilungsleitungen L i und L2 eingekoppelt.
Fig. 3 zeigt die Zusammenschaltung der Fernsehkanäle 8 und 10 im Fernsehband III mit einer im UHF-Bereich arbeitenden Antenne, deren Frequenz durch einen Umsetzer UIV/1lI auf einen Kanal im Fernsehband III umgesetzt wird. Für diesen Kanal ist zur Zusammenschaltung ebenfalls kein Kanalabstand zu den unmittelbar im Fernsehband III empfangenen Kanälen notwendig.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung von Fig. 3, wobei der Ausgang des Umsetzers UIV/1lI vor dem Eingang des Verstärkers Vg, g, Über den Richtkoppler R angekoppelt wird. Die Umsetzelstufe braucht in diesem Falle keinen Verstärkerteil für die umgesetzte Spannung zu erhalten, weil der Breitbandverstär-
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In Fig. 5 ist die Zusammenschaltung zweier Kanalantennen ohne Zwischenschaltung von Verstärkern auf eine gemeinsame Verteilerleitung L dargestellt. Die Kanalantenne Ka ist über das Symmetrierglied Sy unmittelbar auf die Verteilerleitung L aufgeschaltet, während die Antenne Ka tuber den Richtkoppler R angekoppelt ist.
Sperren Sa und S9 gewöhrleisten eine Unterdrückung der von den Kanalantennen aufgenommenen Spannungen aus Nebenkanälen.
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dargestellt, auf denen auch die Spannungen des Lang-, Mittel- und Kurzwellen- sowie des Ultrakurz- wellen-Rundfunkbereiches eingespeist werden. Die Verteilungsleitungen LI und L2 sind dabei unmittelbar an die Verstärker für den Rundfunkbereich LMK und U angeschlossen, während die Fernsehbereiche I und
III über Richtkoppler RI und RlII zugeführt werden. In die Zuführungsleitungen zu den Richtkopplern RI und RIII sind Bandsperren Bs eingefügt, durch die eine Belastung des Ultrakurzwellenbereiches und gege- benenfalls des LMK-Bereiches durch die Richtkoppler und die daran angeschlossenen Verbraucher vermie- den werden soll.
Die Bandsperren in den Zuleitungen zu den Richtkopplern Rm sollen auch eine Aussper- rung des Fernsehbandes I bewirken. Ein steiler Anstieg der Dämpfungskurve für tiefere Frequenzen ist auch durch Parallelschaltung von Induktivität zu den Abschlusswiderständen A 1 bis A4 der Richtkoppler zu er- reichen.
In Fig. 7 ist die Zusammenschaltung von KanaJamennen K, und Kg dargestellt, wobei als Nieder- ftihrungsleitung eine symmetrische Leitung L, dient. Für die Ankopplung der Kanalantenne *K ist ein symmetrischer Richtkoppler Rs vorgesehen, der auf beide Leiter der Verteilungsleitung Ls gleichmässig einkoppelt. Die Leitung Ls ist unmittelbar mit der Kanalantenne Ka verbunden. Sperren Sa und 59 un- terdrücken die von den Kanalantennen aufgenommenen Spannungen aus Nachbarkanälen.
In Fig. 8 ist der Aufbau eines Richtkopplers für die Ankopplung an eine unsymmetrische Leitung 10 angegeben. Die Verteilungsleitung 10 wird hiezu unterbrochen, wobei der Innenleiter an eine isolierte
Klemme 12 geführt und der Aussenleiter 13 mit einer auf Massepotential liegenden Lötfahne 14 leitend verbunden ist. Der Richtkoppler 15 ist ebenfalls in der Art einer koaxialen Leitung ausgebildet, wobei die Koppelschleife 17 zwischen dem Innenleiter 16 und dem Aussenleiter 19 angeordnet ist. An einem Ende ist die Koppelschleife 17 über den Abschlusswiderstand 19 reflexionsfrei abgeschlossen, während am andern Ende über eine isoliert angebrachte Klemme 20 die Niederführungsleitung 21 angeschlossen ist, durch welche die anzukoppelnde Spannung zugeführt wird.
Der Richtkoppler samt den zugehörigen Klemmen und den Schellen zur Zugentlastung ist auf einem metallischen Chassis 22 angebracht und als feste Baueinheit ausgebildet.
Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf die Ausführung einer Vorrichtung zur Energieverteilung oder Energiezusammenführung in Fernsehgemeinschaftsantennenanlagen od. dgl. der vorliegenden Art. In Fernsehgemeinschaftsantennenanlagen für sehr kurze Wellenlängen, z. B. in den Fernsehbändern IV oder V, sowie in ähnlichen Leitungssystemen dieses Wellengebietes ist häufig eine Energieverteilung bzw. -verzweigung auf verschiedene Leitungsabschnitte erforderlich. Dies geschieht beispielsweise zu dem Zwecke, die Empfangsenergie einer zentralen Antenne sternförmig auf einzelne Teilnehmerleitungsstränge einer grossen Antennenanlage zu verzweigen. Dabei besteht das Problem, die Energieverzweigung ruckwirkungsfrei durchzuführen.
Diese Aufgabe ergibt sich auch im umgekehrten Falle der Energiezusammenführung, beispielsweise wenn mehrere getrennte Antennen oder Antennenleitungen oder Antennenverstärker auf eine gemeinsame Leitung zusammenzuschalten sind. Zur rückwirkungsfreien Energieentnahme aus Gemeinschaftsantennenanlagen ist die Benutzung von Richtkopplern an sich bereits bekannt. Bisher wurden diese Richtkoppler in der Hauptsache an der Anschlussstelle der einzelnen Teilnehmer der Gemeinschaftsantennenleitung angewendet.
Die Erfindung bezieht sich auf die bauliche Ausführung einer Vorrichtung zur Energieverteilung oder Energiezusammenführung in Gemeinschaftsantennenanlagen od. dgl. für sehr kurze Wellenlängen, z. B. in den Fernsehbändern IV oder V. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein zentrales, vorzugsweise durchgehendes Leitungsstück und eine Mehrzahl mit dem Leitungsstück gekoppelter Richtkoppler. die zusammen mit zugehöligen Leitungsanschlussklemmen zu einer Einheit baulich vereinigt sind.
Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen nach der Erfindung sind an Hand von weiteren Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. 9 ist eine Vorrichtung in Draufsicht dargestellt. Sie besteht aus einer gemeinsamen Grundplatte 23, auf der ein durchgehendes Leitungsstück 24 befestigt ist. Am Anfang dieses Leitungsstückes befindet sich eine Anschlussklemme 25, an die beispielsweise eine ankommende Leitung von einer Antenne 26 bzw. einem Antennenverstärker 27 angeschlossen werden kann. Am Ende des Leitungsstückes ist
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eine Anschlussklemme 28 für eine abgehende Leitung, z. B. zu einem Kontrollfernsehempfänger 29 vor- gesehen. Ferner befinden sich auf der Grundplatte eine Mehrzahl von mit dem durchgehenden Leitungs- stück gekoppelten als Richtkoppler ausgebildeten Leitungsschleifen 30, 31, 32,33 mit Abschlusswiderstän- den 34, 35, 36,37. Jede dieser Leitungsschleifen hat z.
B. eine Länge von einer Viertelwellenlänge oder einem Mehrfachen davon und führt zu einer Anschlussklemme 38, 39, 40, 41, woran einzelne Verteilungs- leitungen, gegebenenfalls mit Verstärkern 42, angeschlossen werden können. Die gezeigte Vorrichtung ist nicht auf die Verwendung, zur Energieverteilung beschränkt, sie kann vielmehr entsprechend auch zur rückwirkungsfreienEnergiezusammenführung benutzt werden. Für die Richtkopplerschleifen und die durch- gehende Leitung können fertige Doppelleitungs-Kabelstücke gegebenenfalls mit Schirm benutzt werden.
In Fig. 10 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der das durchgehende Leitungsstück mehrfach im Winkel abgebogen ist, so dass einzelne Schenkel 43 gebildet werden. Mit jedem dieser
Schenkel ist jeweils ein Richtkopplerleitungsstück44. 45, 46, 47, 48 mit Abschlusswiderständen 49, 50, 51,
52, 53 und Anschlussklemmen 54, 55, 56, 57, 58 gekoppelt. Die zum Leitungsstück zugeführte und die ab- gehende Leitung sind an Klemmen 59 und 60 angeschlossen, die sich auf Grund der Biegung des Leitungs- stückes an der gleichen Seitenkante der Grundplatte befinden.
In den Fig. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform im Grund- und Aufriss gezeigt. Hier sind das durchgehende Leitungsstück 61 und die Richtkopplerschleifen 62, 63, 64, 65, 66 durch Metallstäbe gebildet, die in geringem Abstand von einer die Grundplatte bildenden und die Stäbe tragenden Metallchassisplatte 67 befestigt sind. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass durch Variieren der Stababstände untereinander und zur Metallplatte die Wellenwiderstände zwecks Verbesserung der Anpassung einstellbar sind. Zweckmässig wird die Oberfläche der Stäbe und der Grundplatte zwecks Verringerung von Verlusten mit einer gut leitenden Schicht, z. B. einer Silberschicht, überzogen. Wie in Fig. 12 gezeigt, ist es vorteilhaft, die Grundplatte 67 nach Art eines Gerätechassis mit nach unten gebogenen Seitenkanten auszubilden.
Hiedurch ergibt sich die Möglichkeit, die Metallstäbe auf der Unterseite der Grundplatte geschützt anzubringen und die Anschlussklemmen auf der Oberseite der Platte anzuordnen.
Wie in Fig. 13 vergrössert dargestellt, ist es vorteilhaft, die Metallstäbe 61 des gemeinsam abgewinkelten Leitungsstückes an den Ecken versetzt miteinander zu verbinden. Über der Chassis-bzw. Grundplatte 67 kann noch eine Schutzkappe oder ein Deckel angebracht werden.
Das Aufbauprinzip nach der Erfindung ist sowohl bei erdsymmetrischen als auch bei unsymmetrischen Systemen anwendbar. Bei unsymmetrischen Systemen werden zweckmässig die Kabelmäntel der verwendeten einadrig geschirmten Kabel unmittelbar leitend mit der Metallchassisplatte 67 verbunden, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist. An Stelle von Schraub- oder Lötklemmen können für den Leitungsanschluss auch Steckbuchsen verwendet werden, die bei unsymmetrischer Ausführung als koaxiale Steckbuchsen und bei symmetrischer Ausführung als Parallelbuchsen ausgebildet werden können. Auf diese Weise erhält die Vorrichtung die Form einer Art Mehrfachsteckdose. Die Vorrichtung kann auch nach Art einer gedruckten Schaltung ausgeführt werden, indem das Leitungsstück und die Richtkopplerschleifen auf eine Isolierstoffplatte aufgedruckt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zusammenschaltung verschiedener Frequenzbereiche in Fernsehempfangsanlagen der vorliegenden Art. Bei Gemeinschaftsantennenanlagen mit in verschiedenen Bändern oder innerhalb eines Bandes in verschiedenen Kanälen arbeitenden Fernsehempfangsantennen bzw. Umsetzern oder Verstärkern tritt vielfach das Problem auf, die ein- zelnen Flequenzbereiche möglichst rückwirkungsfrei, d. h. ohne gegenseitige Störung oder Belastung zusammenzuschalten. Es ist bekannt, zur Ankopplung von Antennen oder Antennenverstärkern an eine Verteilerleitung Richtkoppler zu verwenden und durch die gerichtete Einkopplung eine weitgehend rückwirkungsfreie Zusammenschaltung zu ermöglichen.
Bei den bestehenden Antennenanlagen ergeben sich jedoch für die verschiedenen Betriebsfälle, je nachdem. ob mit in ihrer Spannung bezüglich des Erdpotentials symmetrischen oder unsymmetrischen Verteilerleitungen oder mit Wellenwiderständen von 60 oder 120 Ohm gearbeitet wird. jeweils besondere Bauformen für die Richtkoppler, so dass für die Lösung der verschiedenen Zusammenschaltprobleme eine Vielzahl von Einzelformen notwendig sind.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner eine vielseitige und für die verschiedenen Zusammenschaltprobleme gleichermassen verwendbare Weichenanordnung zu schaffen, die neben einem einfachen und gedrängten Aufbau eine leichte Montage möglich macht.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zur Zusammenschaltung bzw. Verteilung der von verschiedenen Empfangsantennen oder Antennenverstärkern bzw. Umsetzern herrührenden Energien aus unterschiedlichen Bändern oder Kanälen des Fernsehbereiches unter Verwendung von Richtkopplern,
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insbesondere für Gemeinschaftsantennenanlagen.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem von einem
Blechchassis od. dgl. umschlossenen Hohlraum zwei getrennte Richtkoppler gleicher Ausführung in Form von geschirmten Doppelleitungen aus flexiblem Material bogen- oder schleifenförmig angeordnet sind, die aus einem vorzugsweise auf einem zylindrischen Isollerstoffkörper angebrachten leitenden Geflecht als Aussenleiter und im Inneren des Isolierstoffkörpers angeordneten Leitern als Innen-und Koppelleiter bestehen und dass für jeden Richtkoppler getrennte Anschlussmöglichkeiten für den Aussen, Innen-und
Koppelleiter vorgesehen sind, die mit dem Chassis und den beiden Richtkopplern eine feste Baueinheit bilden. Durch die Anordnung der Richtkoppler innerhalb eines geschützten Hohlraumes ergibt sich ein
Schutz der Weichenelemente bei der Montage.
Durch die Verwendung von aus flexiblem Material be- stehenden Richtkopplern, die sich bogen-oder schleifenförmig anordnen lassen, bleibt der Raumbedarf für die Weichenanordnung gering. Die getrennten Anschlussmöglichkeiten für Innen-, Aussen- und Kop- pelleiter ermöglichen es, die Weichenanordnung in vielfältiger Weise, je nach den Einzelproblemen, zu schalten, ohne dass an der Weiche als solche Lot- oder Klemmarbeiten notwendig sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie verschiedene Anwendungsfälle sind an Hand eines Ausfüh- rungsbeispieles näher erläutert, in dem eine für das Fernsehband III verwendete Weichenanordnung dar- gestellt ist.
In Fig. 14 ist die Weichenanordnung in Seitenansicht dargestellt. Auf der Unterseite eines U-förmig gebogenen, mit abgeschrägten Seitenflächen versehenen Chassis 68 sind die hier nur teilweise dargestell- ten Richtkoppler 69 und 70 angeordnet. An den schrägen Seitenflächen des Chassis 68 sind Anschluss- klemmen 71 und 72 angebracht, an deren Unterseite die Richtkoppler 69 und 70 angeschlossen sind.
Fig. 15 zeigt die Weichenanordnung von unten gesehen. Die beiden aus flexiblem Material beste- henden Richtkoppler 69 und 70 sind dabei schleifenförmig angeordnet, wodurch der Platzbedarf für die
Weichenanordnung wesentlich geringer wird. Die Richtkoppler müssen nämlich in ihrer Länge an die zu übertragende Frequenz angepasst sein, wobei eine Mindestlänge von etwa tr/4 notwendig ist. Die Richtkoppler 69 und 70 bestehen aus einem auf einem Isolierstoffkörper angebrachten flexiblen Aussenleitergeflecht und dem innerhalb des Isoliermaterials angeordneten Innen-und Koppelleiter, die eine Art geschirmter Doppelleitung bilden. Die Aussenleiter 73 und 74 der Richtkoppler sind leitend, z.
B. durch Löten, mit dem Chassisblech 68 verbunden, während die Anschlüsse für die Innen- und Koppelleiter gegen d, 1s Chassisblech 68 isoliert angeordnet sind. Die Koppelleiter 75 und 77 sind an einem Ende m. r den Widerständen 79 und o abgeschlossen, so dass an dieser Seite nur Anschlüsse 72a und 72b für die Innenleiter 76 und 7, N notwendig sind. Die Anschlüsse 71a und 71c sowie 71b und 71d liegen paarweise jeweils unmittelbar nebeneinander, wobei die Lötstellen für die Innen- bzw. Koppelleiter der Richtkoppler so angeordnet sind, dass diese Leiter möglichst wenig nach aussen abgebogen werden müssen.
Die Richtkoppler haben, zwischen Innen-und Aussenleiter gemessen, zweckmässig einen Eingangswiderstand von etwa 60 Ohm und führen, jeder für sich gesehen, eine erdunsymmetrische Spannung. Die Weichenanordnung kann daher dazu verwendet werden, die von einer Antenne oder einem Antennenverstärker bzw. Umsetzer gelieferte Energie auf zwei einander parallelgeschaltete Stammleitungen einzukoppeln, wobei für die Ankopplung an die eine Stammleitung der eine Richtkoppler und für die Ankopplung an die andere Stammleitung der zweite Richtkoppler verwendet wird. Die unsymmetrischen Stammleitungen werden hiezu mit ihrem Innenleiter an den Innenleiter der Richtkoppler angeschlossen, während die einzukoppelnden Frequenzen über die Koppelleiter eingekoppelt werden.
Da die Stammleitungen bei Verwendung herkömmlicher Koaxialkabel ebenfalls einen Wellenwiderstand von 60 Ohm aufweisen, treten durch die Einschaltung des Richtkopplers mit ebenfalls 60 Ohm Wellenwiderstand keine Reflexioiisstörungen auf.
Für die Verwendung in symmetrischen Antennenanlagen mit 120 Ohm Wellenwiderstand, für die an sich besondere symmetrische Richtkoppler notwendig wären, werden die beiden Leiter der symmetrischen Verteilerleitung an die Innenleiter der Richtkoppler angeschlossen, während die von einer weiteren Antenne oder einem weiteren Verstärker kommende, ebenfalls symmetrische Doppelleitung an die beiden Koppelleiter des Richtkopplers angeschlossen wird. Da in diesem Fall die beiden Koppelleiter, deren Eingangswiderstand jeder für sich 60 Ohm beträgt, in Serie geschaltet erscheinen, ergibt sich auch in diesem Falle ein reflexionsfreier Abschluss, so dass die mit unsymmetrischem Weichenelementen arbeitende Wei- chenanordnung ohne Störungen der Symmetrie und wellenwiderstandsrichtig auch für symmetrische Leitungen verwendbar ist.
Während bei Verwendung der Weichenanordnung zur Ankopplung an unsymmetrische Verteilerleitungen gleichzeitig zwei parallele Stammleitungen angeschlossen werden können, wirkt die Weichenanordnung bei symmetrischen Verteilerleitungen wie eine einzige Weiche und kann deshalb auch nur zur Ankopplung an eine Verteilerleitung verwendet werden.
Es ist auch möglich, die Weichenanordnung zum Ubergang von einer unsymmetrischen auf eine sym-
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metrische Leitung oder umgekehrt zu verwenden. In diesen Fällen wird z. B. an die Klemmen 71a und '71b für die Innenleiter 76 und 78 eine symmetrische Spannung angelegt, während an den Klemmen für die Koppelleitung 71c und 71d und an den Klemmen 72a und 72b unsymmetrische Spannungen abgenom- men werden können, wobei der Wellenwiderstand für den Anschluss der unsymmetrischen Kabel wiederum 60 Ohm beträgt. während der symmetrische Anschluss mit 120 Ohm erfolgt.
In Fig. 16 ist das Chassis 68 in Draufsicht dargestellt, wobei die von den einzelnen Klemmen aus- gehenden Leitungen gestrichelt eingezeichnet sind. Der Abstand zwischen den Anschlussklemmen 71a und
71b einerseits und den Klemmen 71c und 71d anderseits ist zweckmässig so dimensioniert, dass ein sym- metrisches Schlauch- oder Bandkabel ohne allzu grosse seitliche Abbiegung der beiden Leiter angeschlossen werden kann. Die Leitungsanschlussstellen der Richtkoppler sind paarweise zusammengefasst und mit zugehörigen Doppelschellen 81,82 und 83 versehen, so dass eine paarweise Zusammenfassung der zu- und abgehenden Leitungen sowie ein Anschluss der Kabelschirme an das Chassis möglich ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf die Anwendung des Erfindungsgedankens auf Ge- meinschaftsantennenanlagen für eine grössere Teilnehmerzahl. Es ist bekannt, Gemeinschaftsantennen- anlagen für den Empfang der Rundfunk-und Fernsehbereiche so auszubilden. dass für jeden Bereich eine oder mehrere Antennen vorgesehen sind, die dann jeweils über Weichen auf eine gemeinsame Niederfüh- rungsleitung geschaltet werden. Für den Empfang der Fernschbänder IV und V besteht dabei die Möglich- keit der Frequenzumsetzung, d. h. der oder die in den Bändern IV oder V empfangenen Kanäle werden in einen freien Kanal der Bänder I oder III umgesetzt.
Dabei ist bei bekannten Antennenanordnungen je- der der Gemeinschaftsantennenanlagen eine eigene Antenne und ein eigener Umsetzer zugeordnet, so dass jeder dieser Anlagen für sich den Empfang aller Rundfunk- und Fernsehbereiche ermöglicht.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Gemeinschaftsantennenanlage für eine grössere Teilnehmer-
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bereich und für den Fernsehempfang in den unteren und oberen Fernsehbändern unter Verwendung der Frequenzumsetzung, und ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass für den Empfang der Rundfunkbereiche und der unteren Fernsehbänder (1, 111) mehrere getrennte und selbständige kleinere Gemelnschaltsanten- nenanlagen mit je einer eigenen Antennenanordnung und einen eigenen Verteilernetz vorgesehen sind, über die die von der jeweiligen Antennenanordnung aufgenommenen Wellenbereiche ohne Umsetzung an
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in den oberen Fernsehbändern (IV, V) empfangenen Kanäle auf in den unteren Fernsehbändern (I, III) liegende Kanäle vorgesehen ist,
die über Richtkoppler in die getrennten Verteilernetze der kleineren Gemeinschaftsantennenanlage eingekoppelt werden.
Bei der gemäss der Erfindung aufgebauten Gemeinschaftsantennenanlage ist das Prinzip der für alle Rundfunk- und Fernsehbereiche selbständigen und in sich geschlossenen Gemeinschaftsantennenanlagen aufgegeben. Die kleineren Gemeinschaftsantennenanlagen bleiben zwar hinsichtlich des Empfanges der Rundfunkbereiche und der unteren Fernsehbänder (I, III) als selbständige Anlagen erhalten, während sie im Bereich der oberen Fernsehbänder (IV, V) eine Grof3gemeinschaftsantennenanlage bilden. Auf diese Weise ist trotz des gemischten inneren Aufbaues eine optimale Wirtschaftlichkeit für die Gemeinschaftsantennenanlage zu erzielen.
Die aus mehreren kleineren Gemeinschaftsantennenanlagen bestehende grosse Gemeinschaftsantennenanlage ermöglicht in der Regel den Empfang des Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereiches sowie des Ultrakurzwellenbereiches ohne den Einsatz von Antennenverstärkern, weil die in diesen Bereichen von den Antennen aufgenommenen Energien für die wenigen Teilnehmer ausreicht. Bei günstigen Empfangslagen bzw. bei Verwendung von Empfangsantennen mit hohem Gewinn ist auch der Empfang der Fernsehbänder I und III ohne Einsatz von Antennenverstärkern möglich.
Im Vergleich zu Ge- meinschaftsantennenanlagen mit nur einer einzigen Antennenanordnung und nachgeschalteten Verstärkern für alle Frequenzbereiche, wie dies für eine grosse Anlage notwendig ist, ergibt sich zwar bei Anlagen gemäss der Erfindung ein grösserer Aufwand an Antennen, der aber durch den Wegfall der Antennenverstärker mehr als ausgeglichen wird. Ausserdem ergeben sich bei mehreren kleineren Anlagen einfachere und übersichtlichere Verteilernetze. Auch lässt sich eine gleichmässig gute Versorgung aller Teilnehmer in einfacher Weise bewerkstelligen, weil die einzelnen Leitungszüge kürzer sind bzw. die Verteilerdosen zum grössten Teil wegfallen können.
Dabei ist durch die Einkopplung über Richtkoppler eine vollständige Entkopplung der selbständigen Einzelanlagen gegeneinander bei gleichzeitig geringer Koppeldämpfung für die Nutzenergie erreicht und die Kosten des ohnehin notwendigen Umsetzers und der zugehörigen Antenne verteilen sich gleichmässig
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auf alle kleineren Gemeinschaftsantennenanlagen, für die der Einsatz jeweils eines eigenen Umsetzers zu teuer wäre. Der dem Umsetzer in der Regel nachgeschaltete Verstärker liefert eine ausreichende Energie für alle kleineren Gemeinschaftsantennenanlagen. Die kleineren Gemeinschaftsantennenanlagen können dabei vorteilhaft Teile eines grösseren Wohnblockes umfassen, wobei der gesamte Wohnblock nur eine Antenne oder Antennenanordnung für Band IV/V mit nachgeschaltetem Umsetzer erhält.
Die Erfindung ist aber auch bei räumlich entfernten kleinen Gemeinschaftsantennenanlagen z. B. Reihen-oder Einzelhäusern mit eigenen Antennenanordnungen anwendbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines Ausführungsbeispieles in Fig. 17 näher erläutert, in der eine aus vier Einzelanlagen bestehende Grossgemeinschaftsantennenanlage für die Wrsorgungeines Wohn- blockes mit insgesamt 32 Teilnehmern dargestellt ist. Diese besteht aus vier getrennten Antennenanordnungen 84, 85, 86,87, den zugehörigen, für alle Frequenzen gemeinsamen Niederführungs1eitungen 88, 89, 90, 91 und den daran angeschlossenen Verteilerleitungen 92, 93, 94, 95.
Die Antennenanordnungen 84, 85, 86, 87 setzen sich zusammen aus einer vertikalen Stabantenne für den Empfang des Lang-, Mittel-und Kurzwellenbereiches sowie einer UKW-Rundfunkantenne und Fernsehantennen für den Empfang der Fernsehbänder I und/ oder Ill. Diese Antennen sind in der Figur nur schematisch angedeutet. Dabei können bei einzelnen Anlagen auch Antennen fehlen bzw. zusätzliche Antennen in dem genannten Bereich vorhanden sein, weil jede dieser Anordnungen eine für sich selbständige Gemeinschaftsantennenanlage bildet. Die Verteilerleitungen bestehen aus zwei parallelgeschalteten Stammleitungen, in die die Anschlussdosen 96 für jeweils vier Teilnehmer eingeschaltet sind, wobei diese als Einzel- oder Doppeldosen ausgebildet sein können.
Die Stammleitungen sind am Ende durch Abschlusswiderstande 97 reflexionsfrei abgeschlossen. Das Leitungssystem besteht aus koaxialen Leitungen, wobei jeweils nur die Innenleiter gezeichnet sind. An Stelle von koaxialen NiederfUhrungs- und Verteilungsleitungen lassen sich aber auch symmetrische Leitungen verwenden. Für den Empfang der oberen Fernsehbänder, d. h. der Bänder oberhalb des Fernsehbandes III, ist für die vier dargestellten kleineren Gemeinschaftsantennenanlagen eine einzige Antenne 98 dargestellt, deren Empfangsfrequenz in einem Umsetzer 99 in
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freien Kanal, innerhalbstellten Antenne 98 können auch mehrere Antennen oder Anteniienanordnungen für mehrere Kanäle der Fernsehbänder IV oder V mit entsprechenden Umsetzern vorgesehen sein.
Es ist zweckmässig, die Antennen für die Fernsehbänder IV und V und die zugehörigen Umsetzer mit einer der Antennenanordnungen der selbständigen Gemeinschaftsantennenanlagen baulich zu vereinigen. Die Antennen für die Fernsehbänder IV und V können dabei z. B. zusammen mit der Antennenanordnung 86 auf einem gemeinsamen Standrohr angebracht werden.
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Richtkoppler 102, 104, 107 und 109 an die Niederführungsleitungen 88, 89, 90, 91 angekoppelt.
Die Richtkoppler, welche vorteilhaft aus einem aus Innen- und Aussenleiter bestehenden Koaxialleitungssystem mit zwischen Innen-und Aussenleiter angeordnetem Koppelleiter bestehen, lassen sich in einfacher Weise in die koaxialen Niederführungsleitungen 88, 89, 90, 91 einfügen, wobei lediglich die Niederführungsleitun- gen aufzutrennen und Innen- und Aussenleuer der Richtkoppler mit den Innen-und Aussenleitern der Niederführungsleitungen zu verbinden sind. Auf einer Seite des Koppelleiters wird die von dem Umsetzer 99 ausgehende Leitung 100 bzw. 101 angeklemmt, das andere Ende der Koppelschleife ist durch die Abschlusswiderstände 103, 105, 108 oder 110 reflexionsfrei abgeschlossen. Durch eine gerichtete Einkopplung der umgesetzten Kanäle aus den oberen Fernsehbändern bleiben die Einzelanlagen weiterhin gegeneinander entkoppelt.
Die Verwendung von Richtkopplern macht es auch möglich, die umgesetzte Frequenz in einen Kanal der Fernsehbänder I oder III zu verlegen, dessen Nachbarkanal von den Empfangsantennenanordnungen 84, 85, 86, 87 empfangen wird. Die einzelnen Richtkoppler sind gegeneinander durch Ohmsche Widerstände 106 bzw. 111 entkoppelt, wobei diese Widerstände in diejenigen Zweige gelegt werden, welche dem Umsetzer unmittelbar benachbart sind, während die am weitesten entfernten Richtkoppler (z. B. 102) ohne Entkopplungswiderstände unmittelbar an die vom Umsetzer 99 ausgehende Leitung angeschlossen sind. Es kann z.
B. bei Verteilung der vom Umsetzer gelieferten Energie auf sehr viele Einzelanlagen möglich sein, dass die am Umsetzer 99 auftretende Ausgangsspannung trotz eines mit dem Umsetzer vereinigten Verstärkerteiles für die umgesetzte Frequenz nicht für eine vollständige Versorgung aller Teilnehmer ausreicht. Sofern bei den Einzelanlagen für die von ihnen empfangenen Kanäle der Fernsehbänder I oder III Antennenverstärker vorhanden sind, ist es zweckmässig, diese Verstärker zwischen dem Richtkoppler und der Verteilerleitung in die Niederführungsleitung einzufügen, wie dies z. B. durch den gestrichelt dargestellten Antennenverstärker 112 in der Niederführungsleitung 88 angedeutet ist.
Es ist dabei möglich, dass ein bereits vorhandener Breitbandverstärker zusätzlich noch die Verstärkung der umgesetzten Frequenz mit übernehmen kann, sofern diese Frequenz in einem Kanal des bereits vorher verstärkten Bandes liegt.
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Die Erfindung lässt sich sowohl zur Erweiterung bereits bestehender Antennenanlagen als auch bei neu zu errichtenden Anlagen anwenden. Dabei ist je nach Art und Zahl der vorhandenen kleineren Ge- meinschaftsantennenanlagen eine vielseitige Verwendbarkeit gegeben. Insbesondere kann jede der ein- zelnen unabhängigen Gemeinschaftsantennenanlagen im Bereich bis einschliesslich des Fernsehbandes III beliebig aufgebaut sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft die bauliche Ausbildung der für die Zwecke der Erfindung geeigneten Richtkoppler, die aus einem äusseren Schirm und zwei im Inneren dieses Schirmes angeordne- ten Innenleitern bestehen. Es sind Richtkoppleranordnungen bekannt, bei denen ein Koppelleiter über eine bestimmte Länge längs einer durchgehenden Leitung geführt ist, wodurch bei Einhaltung bestimmter
Koppelbedingungen eine richtungsabhängige Auskopplung von Energie möglich ist. Derartige Anordnun- gen werden deshalb besonders in der Messtechnik zur Feststellung des Vor-Rück-Verhältnisses von längs einer Leitung laufenden Wellen benutzt. Der Aufbau derartiger Richtkoppler für Messzwecke muss sehr sorgfältig vorgenommen werden.
Die Koppelschleife wird meist in einem gesonderten Gehäuse untere- bracht, das an beiden Enden mit Anschlussmöglichkeiten für Kabel versehen ist. Diese Richtkoppler sind für einen bestimmten Frequenzbereich ausgelegt und nicht für alle Betriebsfälle verwendbar.
Es ist auch bekannt, durch nachträgliches Einfügen eines Koppelleiters in ein koaxiales Kabel Richt- koppler herzustellen. Beim Aufbau von Richtkopplern aus Kabeln mit einem äusseren Schirm und einem im Inneren dieses Schirmes angeordneten Innenleiter muss die Koppelschleife in einem bestimmten Be- reich parallel zum Innenleiter geführt werden. Da die Koppelschleife zwischen dem Innenleiter und dem
Aussenleiter angeordnet werden muss, ist es z. B. möglich, einen derartigen Richtkoppler so herzustellen, dass der Aussenleiter längs eines bestimmten Bereiches aufgeschnitten wird, wobei die zwischen Innen- und Aussenleiter liegende Isolation mit einer entsprechenden Vertiefung zur Aufnahme des Koppelleiters zu versehen ist. Nach dem Einlegen des Koppelleiters kann die Schnittstelle am äusseren Schirm z.
B. durch Löten oder durch Überlegen eines leitenden Geflechtes oder Bleches wieder verschlossen werden.
Derartige Koppelanordnungen erfordern zu ihrer Herstellung einen grossen Arbeitsaufwand und ergeben wegen der nicht gleichmässigen Führung der Koppelschleife keine so ausgeprägten Richteigenschaften, wie sie bei Richtkopplern normalerweise zu erwarten sind.
Zur Erzielung einer gleichmässigen Kopplung längs des ganzen Koppelbereiches ist bei einer bekann- ten Richtkoppeleinrichtung der Aussenleiter eines Hochfrequenzkabels ganz oder zum Teil entfernt und in diesem Bereich der ebenfalls aus einem koaxialen Kabel hergestellte Koppelleiter auf die Aussenseite der Isolierung der koaxialen Leitung aufgelegt. Hiezu ist bei dem als Koppelleiter wirkenden Koaxial- kabel die Isolation bis zu einer tangential an den Innenleiter anliegenden Fläche entfernt. Der Abstand zwischen den Innenleitern der beiden Kabel ist damit durch die Dicke des Isolationsmaterials des einen
Kabels festgelegt und bleibt im Koppelbereich konstant. Die beiden Kabel werden mit einer leitenden
Umspinnung oder einem Blech umgeben, das gegen Ende des Koppelbereiches mit den Aussenleitern der beiden koaxialen Kabel verbunden ist.
Auch für diese Koppelanordnung ergibt sich eine relativ umständ- liche Herstellungsweise, wobei auch der Grad der gegenseitigen Verkopplung der beiden Innenleiter durch die Dicke des Isolationsmaterials festgelegt ist und damit von den jeweils verwendeten Kabeln abhängt.
Gemäss der Erfindung, welche sich auf einen aus einem äusseren zylindrischen Schirm und zwei im
Inneren dieses Schirmes angeordneten gegeneinander und gegen den Schirm isolierten Leitern bestehenden Richtkoppler bezieht, werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass ein relativ kurzes Kabelstück von einem Kabel grösserer Länge abgeschnitten ist, bei dem die beiden innerhalb des Schirmes liegenden Leiter als durchgehende Innenleiter vorzugsweise mit im Vergleich zu ihrem Abstand vom Schirm geringem gegenseitigen Abstand derart angeordnet sind, dass der Wellenwiderstand der Leiteranordnung gemessen zwischen dem einen Innenleiter und dem Schirm etwa den gleichen Wert aufweist wie zwischen dem zweiten Innenleiter und dem Schirm, wobei dieser Wellenwiderstandswert etwa dem herkömmlicher koaxialer Kabel entspricht und vorzugsweise 60 Ohm beträgt,
so dass dieses kurze Kabelstück in den Verlauf einer koaxialen Hochfrequenz-Energieleitung reflexionsfrei einschaltbar und dort als Richtkoppler verwendbar ist.
Im Gegensatz zu den für Messzwecke verwendeten, von vornherein als selbständige Baueinheiten ausgebildeten Richtkopplern und den durch besondere Massnahmen aus einem koaxialen Kabel durch Einführen eines Koppelleiters hergestellten Richtkopplern wird gemäss der Erfindung demnach ein besonderes Richtkopplerkabel von grösserer Länge verwendet, von dem Leitungsstücke entsprechender Länge abgeschnitten werden können, die sich je nach Verwendungszweck bei verschiedenen Bauteilen einbauen lassen. Damit sind zunächst die sich bei Richtkopplern daraus ergebenden Schwierigkeiten vermieden, dass die Länge der Koppelschleife in einer bestimmten Beziehung zur ausgekoppelten Wellenlänge stehen soll.
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Es werden meist Koppelschleifen von etwa À./4 Länge verwendet, weil sich für die der Wellenlänge À. entsprechende Frequenz die geringste Koppeldämpfung ergibt. Durch das erfindungsgemässe Richtkoppler- kabel erübrigt sich eine umfangreiche Lagerhaltung, weil für jede Frequenz die entsprechenden Richt- koppler einfach durch Abschneiden von Kabelstücken passender Länge zu erhalten sind. Die Herstellung eines solchen Kabels lässt sich im wesentlichen mit den in der Kabeltechnik üblichen Verfahren bewerk- stelligen, wobei zum Unterschied gegenüber den aus koaxialen Kabeln nachträglich hergestellten Rieht- kopplern für jeden Richtkoppler die gleichen Daten gelten, weil das Kabel in einem einheitlichen Ar- beitsgang hergestellt ist.
Das Mass der gegenseitigen Kopplung zwischen den beiden Innenleitern sowie die Wellenwiderstandsbedingung lassen sich mit hoher Genauigkeit einhalten, während es bei den be- kannten, aus koaxialen Kabeln nachträglich hergestellten Richtkopplern, durch irgendwelche Zufällig- keiten bei der Montage mitbestimmt wird. Arbeiten am Kabel sind, abgesehen von der Vorbereitung der
Anschlussstellen für die Einschaltung in eine normale Leitung, nicht notwendig.
Für die Einhaltung der Wellenwiderstandsbedingung, nach der der Wellenwiderstandgenienenzwi- schen den beiden Innenleitern und dem äusseren Schirm jeweils den gleichen Wert ergeben und etwa dem eines gewöhnlichen koaxialen Kabels entsprechen soll, ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Der
Wellenwiderstand zwischen dem Schirm und den Innenleitern ist vom Durchmesser des Schirmes und der
Innenleiter sowie deren gegenseitigen Abstand abhängig. Eine weitere Beeinflussung des Wellenwider- standes ist durch die Wahl der Dielektrizitätskonstante des zwischen den einzelnen Leitern angeordneten
Isolationsmaterials möglich.
Die Anordnung der beiden Innenleiter des Richtkopplerkabels erfolgt gemäss einer vorteilhaften wei- teren Ausgestaltung der Erfindung derart, dass einer der Innenleiter bezüglich des äusseren Schirmes koaxial verläuft und der zweite Innenleiter den koaxialen Innenleiter wendelförmig umschlingt. Der koaxiale In- nenleiter ist dabei vorteilhaft mit einer dünnen Isolierschicht umgeben, auf der der zweite Innenleiter als Blankdraht wendelförmig aufgewickelt ist. Dadurch lässt sich der gegenseitige Abstand der beiden Innenleiter in einfacher Weise konstant halten, während bei einfacher Parallelführung der beiden Innenleiter beim Umgiessen mit Isoliermaterial diese gegeneinander verschoben werden können.
Zugleich ergibt sich für den wendelförmig verlaufenden Leiter, der in diesem Falle als Koppelleiter verwendet wird, ein grö- sseres Phasenrnass als für den koaxial verlaufenden Innenleiter. Die Isolierschicht auf dem koaxialen Innenleiter besteht vorteilhafterweise aus einem sehr dünnen Geflecht, das auf dem Innenleiter z. D. durch
Umspinnen aufgebracht wird. Die Dielektrizitatskonstante des zwischen dem wendelförmig verlaufenden Innenleiter und dem äusseren Schirm liegenden Isoliermaterials soll dabei zweckmässig grösser sein als die Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials zwischen dem koaxialen und dem wendelförmig verlaufenden Innenleiter.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit fur die Anordnung der Innenleiter bei dem erfindunggemässen Richtkopplerkabel besteht darin, dass die beiden Innenleiter miteinander verdrillt sind und beide symmetrisch bezüglich der Achse des äusseren Schirmes verlaufen. Dadurch sind beide Leiter bezuglich des ausseren Schirmes gleichwertig und die Einhaltung der Wellenwiderstandsbedingung ist besonders einfach. Allerdings müssen in diesem Falle die beiden Innenleiter z. B. durch eine Umspinnung mit Isoliermaterialien verschiedener Farbe od. dgl. äusserlich voneinander unterschieden werden, damit bei der Einschaltung in eine koaxiale Leitung die beiden Leiter in der richtigen Zuordnung angeschlossen werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, in denen der Aufbau von Richtkopplerkabeln dargestellt ist.
Fig. 18 zeigt im Längsschnitt ein Stück eines Richtkopplerkabels, so dass die beiden Innenleiter 113 und 114 freigelegt sind. In Fig. 19 ist dieses Kabel im Querschnitt dargestellt. Der Innenleiter 113 ist mit Isoliermaterial, z. B. in Form eines Geflechtes umgeben, während der Innenleiter 114 als Blankdraht auf den Innenleiter 113 aufgewickelt ist. Der Innenleiter 113 verläuft koaxial zu dem äusseren Schirm 115. Zwischen den Innenleitern 113 und 114 und dem äusseren Schirm 115 liegt das Isoliermaterial 116, durch welches gleichzeitig die beiden Innenleiter in ihrer Lage bezüglich des Schirmes 115 festgelegt sind. Durch eine Schutzhülle 117 ist der Schirm 115 nach aussen abgedeckt.
Der Wellenwiderstand, gemessen zwischen dem koaxialen Innenleiter 113 und dem äusseren Schirm 115 und zwischen dem wendelförmig verlaufenden Innenleiter 114 und dem Schirm 115 ist so gewählt, dass ein Stück dieses Kabels als Richtkoppler reflexionsfrei in eine koaxiale Leitung einschaltbar ist. Für koaxiale Kabel herkömmlicher Bauart beträgt dieser Wellenwiderstandswert 60 Ohm. Die magnetische und die elektrische Kopplung zwischen den beiden Innenleitern 113 und 114 soll dabei so gewählt werden, dass das Verhältnis von magnetischer Kopplung zu elektrischer Kopplung gleich dem Produkt aus dem Wellenwiderstand der Durchgangsleitung 113 und der Koppelleitung 114 ist.
Da im vorliegenden Fall diese beiden Wellenwiderstände gleich gross sein sollen, ist das Verhältnis von magnetischer Kopplung zu elektrischer Kopplung
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gleich dem Quadrat des Wellenwiderstandes einer der Leiteranordnungen. Der Abstand der beiden Innenleiter 113 und 114 voneinander ist im Vergleich zu ihrem Abstand vom äusseren Schirm 115 sehr gering.
An sich ist diese Anordnung der Innenleiter bezüglich des äusseren Schirmes in diesem Falle unsymme- trisch, weil der wendelförmig verlaufende Innenleiter 114 einen geringeren Abstand vom äusseren Schirm US aufweist als der Innenleiter 113. Die Unsymmetrie ist aber wegen des relativ grossen Abstandes der Innenleiter vom Schirm nicht sehr gross und kann durch geeignete Massnahmen so weit verringert werden, dass die Leiteranordnung im Rahmen der erforderlichen Genauigkeit einer symmetrischen Anordnung entspricht. Eine dieser Massnahmen besteht darin, dass der wendelförmige Innenleiter 114 einen geringeren
Durchmesser erhält als der koaxial verlaufende Innenleiter 113.
Fig. 20 zeigt im Längsschnitt ein Stück eines Richtkopplerkabels, dessen Innenleiter 118 und 119 symmetrisch bezüglich des äusseren Schirmes 121 verlaufen. Dieses Kabel ist in Fig. 21 im Querschnitt dargestellt. Die beiden Innenleiter 118 und 119 sind miteinander verdrillt. Der Raum zwischen den Innenleitern 118 und 119 und dem Schirm 121 ist durch Isoliermaterial 120 gefüllt. Auf dem Schirm 121 ist ein Schutzüberzug 122 angebracht. Die beiden Innenleiter 118 und 119 sind mit einem dünnen isolierenden Überzug versehen, wobei die beiden Innenleiter durch äussere Merkmale so zu kennzeichnen sind, dass bei der Einschaltung in eine koaxiale Energieleitung, z. B. die Verteilerleitung einer Gemeinschaftantennenanlage, die Zuordnung der einzelnen Leiter zueinander in der richtigen Reihenfolge vorgenommen werden kann.
Da bei diesem Kabel die beiden Innenleiter 118 und 119 symmetrisch bezüglich des äusseren Schirmes 121 verlaufen, ist die Einhaltung der Wellenwiderstandsbedijigung, dass der Wellenwiderstand zwischen jedem der Innenleiter und dem äusseren Schirm gleich gross sein soll, in einfacher Weise einzuhalten.
Bei Gemeinschaftsantennenanlagen, für die die Anwendung der Erfindung mit besonderem Vorteil möglich ist, muss ein relativ grosser Frequenzbereich aus der Verteilerleitung ausgekoppelt werden. Für den Anschluss der Fernsehgeräte soll dabei die Übertragung des gesamten Fernsehbereiches mit einem einzigen Richtkoppler möglich sein. Hiezu ist es vorteilhaft, die Länge des Richtkopplers etwa zu À/4 einer Frequenz zu wählen, die im oberen zu übertragenden Frequenzbereich liegt. Bei Übertragung der Fernsehbänder I, III und IV/V wird diese Frequenz, für die die Länge des Richtkopplers À/4 beträgt, und dieser deshalb die geringste Koppeldämpfung aufweist, etwa bei 600 MHz liegen.
Für die Frequenzen der Fernsehbänder I und III ergibt sich damit allerdings ein Anstieg der Koppeldämpfung, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass die Leitungsdämpfung mit wachsender Frequenz zunimmt. Damit würden dann bei gleich grossen Ausgangsspannungen der Antennenverstärker oder der Antennen den einzelnen Teilnehmern in den oberen Frequenzbereichen durch die erhöhte Leitungsdämpfung geringere Antennenspannungen zur Verfügung stehen als für die niedrigeren Frequenzbereiche. Durch den Anstieg der Koppeldämp- fung für die niedrigeren Frequenzen und die Erhöhung der Leitungsdämpfung für die hohen Frequenzen ergeben sich insgesamt an den Antennenanschlussdosen aber für alle Frequenzbereiche im wesentlichen etwa gleich grosse Ausgangsspannungen.
Fig. 22 zeigt ebenfalls im Schnitt ein in den Verlauf einer koaxialen Leitung 123, z. B. einer Verteilerleitung einer Gemeinschaftsantennenanlage eingeschaltetes Stück 124 eines Richtkopplerkabels entsprechend Fig. 18 und Fig. 19. Es lässt sich in gleicher Weise z. B. auch ein Stück eines Richtkopplerkabels verwenden, wie es in Fig. 20 dargestellt ist. Das Richtkopplerkabelstück 124 ist auf einem Montage-
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nenleiter 127 der Abzweigleitung 128 isolierte Anschlussklemmen 129, 130 und 131 vorgesehen sind. Die Aussenleiter bzw. Schirme der Kabel 123, 124 und 128 sind leitend miteinander verbunden, wie es durch die eingezeichneten Drahtstücke 132 - 134 angedeutet ist. Die leitende Verbindung der Aussenleiter kann aber auch über Klemmschellen und das Montageblech 125 erfolgen.
Bei der dargestellten Anordnung wird für die Abzweigleitung 128 im wesentlichen nur Energie ausgekoppelt, die von links nach rechts läuft, während von den von rechts nach links laufenden Energieanteilen praktisch nichts in die Abzweigleitung 128 gelangt. Der InnenIeiter 135 des Richtkopplerkabelstückes ist mit dem Innenleiter 126 der Leitung 123 verbunden, die z. B. die Verteilerleitung einer Gemeinschaftsantennenanlage bildet. Der zweite In-
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abgeschlossen, während am andern Ende der Innenleiter 127 der Abzweigleitung 128, z. B. einer Empfän- geranschlussschnur angeordnet ist. Das Richtkopplerkabelstück 124 bildet zweckmässigerweise zusammen mit dem, Montageblech 125 und den Anschlussstellen 129, 130, 131 eine fertige Baueinheit.
Der Anschluss der Abzweigleitung 128 kann auch über eine Steckbuchse erfolgen, die dann die Klemme 131 ersetzt. Das Richtkopplerstück 124 wird dabei zweckmässig in der Antennendose selbst angeordnet. In ähnlicher Weise können Stücke des Richtkopplerkabels auch bei Antennenweichen Verwendung finden.
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Die Anwendung des Richtkopplerkabels ist auch nicht auf Anlagen mit erdunsymmetrischen, z. B. koaxialen Leitungen beschränkt, sondern es kann auch bei symmetrischen Doppelleitungen Verwendung finden. Dabei wird in jeden der beiden Leiter der Doppelleitung ein entsprechendes Stück des Richtkopp- lerkabels eingeschaltet ; für eine Auskoppelstelle sind also zwei Richtkoppler notwendig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Zusammenschaltung mindestens zweier Antennen oder Antennenverstärker bzw.
Umsetzer des Fernsehbereiches auf eine oder mehrere gemeinsame Verteilerleitungen unter Verwendung von Richtkopplern, wobei die auf die Verteilerleitungen eingekoppelten Frequenzen vorzugsweise in Ka- nälen innerhalb des gleichen Bandes liegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang einer oder meh- rerer Antennen bzw. Antennenverstärker oder Umsetzer unmittelbar und ohne Zwischenschaltung von Fil- tergliedern an die Verteilerleitungen angeschlossen ist und dass die Ankopplung der weiteren Antennen bzw. Antennenverstärker oder Umsetzer über Richtkoppler erfolgt, deren Abschlusswiderstand dem anten- nen-bzw. verbraucherseitigen Ende der Verteilerleitungen zugewandt ist.
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Arrangement for interconnecting at least two antennas or antenna amplifiers or converters in the television area
The invention relates to an arrangement for interconnecting at least two antennas or antenna amplifiers or converters of the television sector to one or more common distribution lines using directional couplers, the frequencies coupled into the distribution lines preferably being in channels within the same band.
It is known to use directional couplers for coupling antenna amplifiers to a common distribution line in communal antenna systems. In a known arrangement of this type, a distribution line closed on both sides without reflection is provided for this purpose, each of the antenna amplifiers being connected to the coaxial distribution line via its own coupling loop.
The invention is based on the object of specifying an arrangement for the interconnection of at least two antennas or antenna amplifiers or converters, the cost of which is less in terms of coupling elements compared to the known arrangement. According to the invention, this is done in arrangements of the initially
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or converter is connected directly and without the interposition of filter elements to the distribution lines and that the coupling of the further antennas or antenna amplifiers or converters takes place via directional couplers whose terminating resistance corresponds to the antenna or antenna. facing the amplifier end of the distribution lines.
In this way, the directional coupler for the antenna connected directly to the down-feed line or for the antenna amplifier or converter can be saved, and the coupling attenuation that is low in directional couplers is also eliminated. The directional coupling of the energy in the other directional couplers avoids attenuation in these frequency ranges by the directly connected antenna or the antenna amplifier or converter. A particularly advantageous application of the invention results in those cases in which the voltages available at the output of the antennas or antenna amplifiers or converters differ in magnitude.
The antenna or the antenna amplifier or converter with the lower output voltage is connected directly to the distribution line so that its output voltage is not attenuated by filters or coupling elements.
By using directional couplers to interconnect antennas or antenna amplifiers or converters on a common distribution line, it is also possible to solve the problem of adjacent channel reception that has always been associated with particular effort, provided that the energy absorbed by one channel antenna is ensured from the adjacent channel does not get into the distribution line, because otherwise interference can occur due to phase differences between the main and secondary signals. When receiving adjacent channels, it is not possible to interconnect the antennas or antenna amplifiers via switches in television reception systems, because the slope of conventional switches is insufficient and special developments would mean a lot of effort.
For this reason, up to now, separate low-
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Shaft antenna systems not applicable.
Further details of the invention are explained in more detail with reference to various exemplary embodiments, the interconnection of antennas with downstream amplifiers being shown in FIGS. 1 and 2 and the interconnection of antennas with frequency converters being shown in FIGS. 3 and 4; In FIG. 5, two antennas without amplifiers are connected to a common distribution line; 6 shows schematically the interconnection of several antenna amplifiers for different frequency ranges on common down-feed lines; 7 shows the interconnection of two antennas when using symmetrical distribution lines; Fig.
S shows the structure of a directional coupler, while in FIGS. 9, 10, 11 and 12 a larger number of directional couplers are combined to form a distribution system; Fig. 13 shows a detail of the external structure of the through line; 14, 15 and 16 show two directional couplers which are structurally connected to a chassis to form a unit;
17 shows the supply of several smaller communal antenna systems by means of a common antenna for the UHF range and a downstream frequency converter; in Figs. 18, 19,
20 and 21 structural details of a cable which can be used as a directional coupler are shown, while
22 shows the connection of such a directional coupler cable section in a coaxial line.
Fig. 1 shows an antenna system with z. B. two in the television band III working channel antennas Ka
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Antenna Kg works in channel 8, antenna Kg in channel 9. However, the application of the invention is not limited to the television areas and channels chosen here as an example, but can be general
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Do not let the frequencies get into the amplifier input. This is of particular importance because, with transmitters located close together, the directivity of even sharply bundling channel antennas is not great enough and the frequencies that come together with different phases on the main line can interfere with one another. The locks S8 or Ss can be designed as bandstop filters to be connected in series or as transverse suction circuits with series resonance behavior.
For the interconnection of adjacent channels, it is advisable to use two parallel circuits connected in series, which are detuned up and down by the same amount in relation to the center frequency, so that their inductive or capacitive resistance together result in a series resonant circuit. At the output of the amplifier Vs, the distribution lines L 1 and L2 are connected directly and without the insertion of additional filter elements, and at their end they are terminated without flexion by the resistors Z1 and Zue. The number of these distribution lines can be selected depending on the number of subscribers to be served.
The voltage of channel 9 is switched from the output of channel amplifier 9 to directional coupler Riund R 2. which are terminated by terminating resistors Ai and A :. By coupling the voltage of the channel 9 via directional couplers, the received energy flows only in the direction of the loads into the distribution lines L and L2 and the channel 9 is not attenuated by the output resistance of the channel amplifier 8. It is possible in this way to interconnect channel antennas with adjacent frequency ranges with sufficient mutual decoupling.
In Fig. 2, the interconnection of three directly adjacent channels, namely the channels 8, 9 and 10 on a common distribution line is shown. The channels Kg and Klo are interconnected via a switch W, with no particularly great slope being necessary for the switch
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Channel 9, in the down-feed line of which locks Ss and 510 are fitted, is coupled into the distribution lines L i and L2 in the same way as in FIG. 1.
3 shows the interconnection of television channels 8 and 10 in television band III with an antenna operating in the UHF range, the frequency of which is converted to a channel in television band III by a converter UIV / 11. For this channel, no channel spacing from the channels directly received in TV band III is necessary for interconnection.
FIG. 4 shows a modification of FIG. 3, the output of the converter UIV / 1lI being coupled via the directional coupler R before the input of the amplifier Vg, g. In this case, the conversion stage does not need to have an amplifier for the converted voltage because the broadband amplifier
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In Fig. 5, the interconnection of two channel antennas without the interposition of amplifiers on a common distribution line L is shown. The channel antenna Ka is connected directly to the distribution line L via the balancing element Sy, while the antenna Ka is coupled via the directional coupler R.
Locks Sa and S9 ensure a suppression of the voltages picked up by the channel antennas from secondary channels.
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on which the voltages of the long, medium and short wave as well as the ultra short wave radio range are fed. The distribution lines LI and L2 are directly connected to the amplifiers for the broadcasting area LMK and U, while the television areas I and
III are supplied via directional couplers RI and RlII. Band-stop filters Bs are inserted into the feed lines to the directional couplers RI and RIII, which are intended to avoid loading of the ultra-short wave range and, if applicable, the LMK range from the directional couplers and the consumers connected to them.
The bandstop filters in the feed lines to the directional couplers Rm are also intended to block out TV band I. A steep rise in the attenuation curve for lower frequencies can also be achieved by connecting inductance in parallel to the terminating resistors A 1 to A4 of the directional couplers.
In FIG. 7, the interconnection of channels K 1 and K g is shown, a symmetrical line L 1 serving as the lower line. A symmetrical directional coupler Rs is provided for coupling the channel antenna * K, which couples evenly onto both conductors of the distribution line Ls. The line Ls is directly connected to the channel antenna Ka. Barriers Sa and 59 suppress the voltages from adjacent channels picked up by the channel antennas.
8 shows the structure of a directional coupler for coupling to an asymmetrical line 10. The distribution line 10 is interrupted for this purpose, the inner conductor being connected to an insulated conductor
Terminal 12 out and the outer conductor 13 is conductively connected to a soldering lug 14 at ground potential. The directional coupler 15 is also designed in the manner of a coaxial line, the coupling loop 17 being arranged between the inner conductor 16 and the outer conductor 19. At one end, the coupling loop 17 is closed without reflections via the terminating resistor 19, while at the other end the down-feed line 21, through which the voltage to be coupled is supplied, is connected via an insulated terminal 20.
The directional coupler together with the associated clamps and the clamps for strain relief is attached to a metallic chassis 22 and designed as a fixed unit.
A further development of the invention relates to the implementation of a device for energy distribution or energy consolidation in television community antenna systems or the like of the present type. In television community antenna systems for very short wavelengths, e.g. B. in TV bands IV or V, as well as in similar line systems of this wave area, a power distribution or branching on different line sections is often required. This is done, for example, for the purpose of splitting the received energy from a central antenna in a star shape to individual subscriber cable runs of a large antenna system. The problem here is to carry out the energy branching without any reaction.
This task also arises in the reverse case of energy merging, for example when several separate antennas or antenna lines or antenna amplifiers are to be connected to a common line. The use of directional couplers is already known per se for the reaction-free extraction of energy from communal antenna systems. So far, these directional couplers have mainly been used at the connection point of the individual subscribers of the community antenna line.
The invention relates to the structural design of a device for energy distribution or energy consolidation in community antenna systems or the like. For very short wavelengths, e.g. B. in TV bands IV or V. The device according to the invention is characterized by a central, preferably continuous line section and a plurality of directional couplers coupled to the line section. which are structurally combined to form a unit together with associated cable connection terminals.
Embodiments of devices according to the invention are explained in more detail with reference to further drawings.
In Fig. 9, a device is shown in plan view. It consists of a common base plate 23 on which a continuous line piece 24 is attached. At the beginning of this line section there is a connection terminal 25 to which, for example, an incoming line from an antenna 26 or an antenna amplifier 27 can be connected. At the end of the line section is
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a terminal 28 for an outgoing line, e.g. B. provided for a control television receiver 29. Furthermore, there are a plurality of line loops 30, 31, 32, 33 with terminating resistors 34, 35, 36, 37 which are coupled to the continuous line section and are designed as directional couplers. Each of these loops has z.
B. a length of a quarter wavelength or a multiple thereof and leads to a connection terminal 38, 39, 40, 41, to which individual distribution lines, if necessary with amplifiers 42, can be connected. The device shown is not limited to the use for energy distribution, rather it can also be used accordingly for reaction-free energy merging. For the directional coupler loops and the continuous line, ready-made double-wire cable pieces with a screen can be used if necessary.
In Fig. 10 an embodiment of the invention is shown in which the continuous line piece is bent several times at an angle, so that individual legs 43 are formed. With each of these
Leg is a directional coupler line piece44 in each case. 45, 46, 47, 48 with terminating resistors 49, 50, 51,
52, 53 and connection terminals 54, 55, 56, 57, 58 coupled. The line fed to the line piece and the outgoing line are connected to terminals 59 and 60, which are located on the same side edge of the base plate due to the bending of the line piece.
11 and 12, a further embodiment is shown in plan and elevation. Here, the continuous line piece 61 and the directional coupler loops 62, 63, 64, 65, 66 are formed by metal rods which are fastened at a small distance from a metal chassis plate 67 which forms the base plate and carries the rods. This design has the advantage that the wave resistances can be adjusted to improve the adaptation by varying the distance between the bars and to the metal plate. The surface of the rods and the base plate is expediently covered with a highly conductive layer, e.g. B. a silver layer coated. As shown in FIG. 12, it is advantageous to design the base plate 67 in the manner of a device chassis with side edges bent downwards.
This makes it possible to attach the metal rods in a protected manner on the underside of the base plate and to arrange the connection terminals on the upper side of the plate.
As shown enlarged in FIG. 13, it is advantageous to connect the metal rods 61 of the jointly angled line piece offset to one another at the corners. Above the chassis or A protective cap or cover can also be attached to the base plate 67.
The construction principle according to the invention can be used in both earth-balanced and asymmetrical systems. In the case of asymmetrical systems, the cable sheaths of the single-core shielded cables used are expediently connected directly to the metal chassis plate 67 in a conductive manner, as is shown in FIG. Instead of screw or solder terminals, plug sockets can also be used for the line connection, which can be designed as coaxial sockets in the asymmetrical design and as parallel sockets in the symmetrical design. In this way, the device takes the form of a kind of multiple socket. The device can also be designed in the manner of a printed circuit, in that the line piece and the directional coupler loops are printed onto an insulating material plate.
A further development of the invention relates to a device for interconnecting different frequency ranges in television reception systems of the present type. In communal antenna systems with television reception antennas or converters or amplifiers operating in different bands or within a band in different channels, the problem often arises that the individual frequency areas as free of retroactive effects as possible, d. H. interconnecting without mutual interference or stress. It is known to use directional couplers to couple antennas or antenna amplifiers to a distribution line and to enable an interconnection that is largely free of reaction through the directional coupling.
With the existing antenna systems, however, there are different operating cases, depending on the situation. whether the voltage is symmetrical or asymmetrical with respect to the earth potential or with characteristic impedances of 60 or 120 ohms. special designs for the directional couplers, so that a large number of individual forms are necessary to solve the various interconnection problems.
The object of the invention is also to create a versatile switch arrangement which can be used equally for the various interconnection problems and which, in addition to a simple and compact structure, makes easy assembly possible.
The invention further relates to a device for interconnecting or distributing the energies originating from different receiving antennas or antenna amplifiers or converters from different bands or channels in the television sector using directional couplers,
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especially for community antenna systems.
It is characterized by being in one of a
Sheet metal chassis or the like enclosed cavity two separate directional couplers of the same design in the form of shielded double lines made of flexible material are arranged in a curve or loop, which are made of a conductive mesh preferably attached to a cylindrical insulating material body as an outer conductor and conductors arranged inside the insulating material body as inner and coupling conductors exist and that for each directional coupler separate connection options for the outside, inside and outside
Coupling conductors are provided which form a fixed structural unit with the chassis and the two directional couplers. The arrangement of the directional couplers within a protected cavity results in a
Protection of the switch elements during assembly.
Through the use of directional couplers made of flexible material, which can be arranged in a curve or loop, the space requirement for the switch arrangement remains small. The separate connection options for inner, outer and coupling conductors make it possible to switch the switch arrangement in a variety of ways, depending on the individual problems, without soldering or clamping work being necessary on the switch as such.
Further details of the invention and various applications are explained in more detail on the basis of an exemplary embodiment in which a switch arrangement used for television band III is shown.
In Fig. 14, the switch arrangement is shown in side view. The directional couplers 69 and 70, only partially shown here, are arranged on the underside of a U-shaped bent chassis 68 provided with beveled side surfaces. Connection terminals 71 and 72 are attached to the inclined side surfaces of the chassis 68, and the directional couplers 69 and 70 are connected to their underside.
Fig. 15 shows the switch arrangement seen from below. The two directional couplers 69 and 70, which are made of flexible material, are arranged in a loop, whereby the space requirement for the
Switch arrangement is much less. The length of the directional couplers must be adapted to the frequency to be transmitted, a minimum length of approximately tr / 4 being necessary. The directional couplers 69 and 70 consist of a flexible outer conductor braid attached to an insulating body and the inner and coupling conductors arranged within the insulating material, which form a type of shielded double line. The outer conductors 73 and 74 of the directional couplers are conductive, e.g.
B. by soldering, connected to the chassis plate 68, while the connections for the inner and coupling conductor against d, 1s chassis plate 68 are arranged isolated. The coupling conductors 75 and 77 are m at one end. r terminated by resistors 79 and o, so that only connections 72a and 72b for inner conductors 76 and 7, N are necessary on this side. The connections 71a and 71c as well as 71b and 71d are in pairs directly next to each other, the soldering points for the inner and coupling conductors of the directional couplers being arranged so that these conductors have to be bent outwards as little as possible.
The directional couplers, measured between the inner and outer conductors, expediently have an input resistance of about 60 ohms and, viewed individually, carry an unbalanced voltage. The switch arrangement can therefore be used to couple the energy supplied by an antenna or an antenna amplifier or converter to two trunk lines connected in parallel, one directional coupler being used for the connection to one trunk line and the second directional coupler for the connection to the other trunk line becomes. For this purpose, the asymmetrical trunk lines are connected with their inner conductor to the inner conductor of the directional coupler, while the frequencies to be coupled in are coupled in via the coupling conductor.
Since the trunk lines also have a characteristic impedance of 60 ohms when conventional coaxial cables are used, switching on the directional coupler with a characteristic impedance of 60 ohms does not result in any reflection interference.
For use in symmetrical antenna systems with a wave impedance of 120 ohms, for which special symmetrical directional couplers would be required, the two conductors of the symmetrical distribution line are connected to the inner conductor of the directional coupler, while the symmetrical double line coming from another antenna or amplifier is also connected is connected to the two coupling conductors of the directional coupler. Since in this case the two coupling conductors, each of which has an input resistance of 60 ohms, appear to be connected in series, there is also a reflection-free termination in this case, so that the switch arrangement, which works with asymmetrical switch elements, does not disturb the symmetry and also has the correct wave resistance for symmetrical lines can be used.
While two parallel trunk lines can be connected at the same time when using the switch arrangement for coupling to asymmetrical distribution lines, the switch arrangement acts like a single switch with symmetrical distribution lines and can therefore only be used for coupling to one distribution line.
It is also possible to change the switch arrangement to transition from an asymmetrical to a symmetrical one.
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metric pipe or vice versa. In these cases z. B. to the terminals 71a and '71b for the inner conductors 76 and 78, a symmetrical voltage can be applied, while at the terminals for the coupling line 71c and 71d and at the terminals 72a and 72b asymmetrical voltages can be taken, the wave resistance for the Connection of the unbalanced cable is again 60 ohms. while the balanced connection is made with 120 ohms.
In FIG. 16, the chassis 68 is shown in plan view, the lines emanating from the individual terminals being shown in broken lines. The distance between the connection terminals 71a and
71b, on the one hand, and the terminals 71c and 71d, on the other hand, are expediently dimensioned in such a way that a symmetrical hose or ribbon cable can be connected without the two conductors having too great a lateral bend. The line connection points of the directional couplers are combined in pairs and provided with the associated double clamps 81, 82 and 83, so that the incoming and outgoing lines can be combined in pairs and the cable shields can be connected to the chassis.
A further development of the invention relates to the application of the concept of the invention to shared antenna systems for a larger number of participants. It is known to design community antenna systems in this way for receiving radio and television areas. that one or more antennas are provided for each area, which are then switched to a common down-feed line via switches. For the reception of the telecommunication bands IV and V there is the possibility of frequency conversion, i. H. the channel or channels received in bands IV or V are converted into a free channel in bands I or III.
In the case of known antenna arrangements, each of the community antenna systems is assigned its own antenna and its own converter, so that each of these systems enables the reception of all radio and television areas.
The invention also relates to a community antenna system for a larger subscriber
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area and for television reception in the lower and upper television bands using frequency conversion, and is further characterized by the fact that several separate and independent smaller Gemelnschaltsantenanlagen each with their own antenna arrangement for the reception of the radio areas and the lower television bands (1, 111) and a separate distribution network is provided, via which the wave ranges picked up by the respective antenna arrangement are transmitted without conversion
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channels received in the upper television bands (IV, V) are provided on channels in the lower television bands (I, III),
which are coupled into the separate distribution networks of the smaller communal antenna system via directional couplers.
In the communal antenna system constructed according to the invention, the principle of independent and self-contained communal antenna systems for all radio and television areas is abandoned. The smaller communal antenna systems remain as independent systems with regard to the reception of the radio areas and the lower television bands (I, III), while they form a large communal antenna system in the area of the upper television bands (IV, V). In this way, despite the mixed internal structure, optimum economy can be achieved for the communal antenna system.
The large communal antenna system, which consists of several smaller communal antenna systems, generally enables the reception of the long, medium and shortwave ranges as well as the ultra-short wave range without the use of antenna amplifiers, because the energy absorbed by the antennas in these areas is sufficient for the few participants. With favorable reception locations or when using reception antennas with high gain, the reception of TV bands I and III is also possible without the use of antenna amplifiers.
Compared to community antenna systems with only a single antenna arrangement and downstream amplifiers for all frequency ranges, as is necessary for a large system, there is a greater effort for antennas in systems according to the invention, but more than is balanced. In addition, several smaller systems result in simpler and clearer distribution networks. A consistently good supply of all subscribers can also be achieved in a simple manner because the individual cable runs are shorter and most of the junction boxes can be omitted.
Coupling in via directional couplers achieves complete decoupling of the independent individual systems from one another with simultaneously low coupling attenuation for the useful energy and the costs of the converter and the associated antenna are evenly distributed
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to all smaller communal antenna systems, for which the use of a separate converter would be too expensive. The amplifier, which is usually connected downstream of the converter, supplies sufficient energy for all smaller community antenna systems. The smaller communal antenna systems can advantageously comprise parts of a larger apartment block, the entire apartment block receiving only one antenna or antenna arrangement for band IV / V with a downstream converter.
The invention is also applicable to remote small community antenna systems such. B. row or single houses with their own antenna arrangements applicable.
Further details of the invention are explained in more detail using an exemplary embodiment in FIG. 17, in which a large community antenna system consisting of four individual systems is shown for supplying a residential block with a total of 32 participants. This consists of four separate antenna arrangements 84, 85, 86, 87, the associated down-feed lines 88, 89, 90, 91 that are common for all frequencies and the distribution lines 92, 93, 94, 95 connected to them.
The antenna arrangements 84, 85, 86, 87 are composed of a vertical rod antenna for the reception of the long, medium and short wave range as well as a VHF radio antenna and television antennas for the reception of the television bands I and / or III. These antennas are in the Figure only indicated schematically. In the case of individual systems, antennas may also be missing or additional antennas may be present in the area mentioned, because each of these arrangements forms an independent community antenna system. The distribution lines consist of two trunk lines connected in parallel, into which the junction boxes 96 are connected for four subscribers each, whereby these can be designed as single or double boxes.
The trunk lines are terminated reflection-free by terminating resistors 97. The line system consists of coaxial lines, whereby only the inner conductors are drawn. Instead of coaxial downfeed and distribution lines, symmetrical lines can also be used. For the reception of the upper television bands, i.e. H. of the bands above television band III, a single antenna 98 is shown for the four smaller communal antenna systems shown, the reception frequency of which is in a converter 99 in
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Free channel, antenna 98 placed within, several antennas or antenna arrangements for several channels of television bands IV or V with appropriate converters can also be provided.
It is advisable to structurally combine the antennas for TV bands IV and V and the associated converters with one of the antenna arrangements of the independent community antenna systems. The antennas for the TV bands IV and V can, for. B. be mounted together with the antenna assembly 86 on a common standpipe.
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Directional couplers 102, 104, 107 and 109 are coupled to the down feed lines 88, 89, 90, 91.
The directional couplers, which advantageously consist of a coaxial line system consisting of inner and outer conductors with coupling conductors arranged between inner and outer conductors, can be easily inserted into the coaxial down-feed lines 88, 89, 90, 91, with only the down-feed lines being separated and The inner and outer lights of the directional coupler are to be connected to the inner and outer conductors of the down-feed lines. The line 100 or 101 emanating from the converter 99 is clamped on one side of the coupling conductor; the other end of the coupling loop is terminated without reflection by the terminating resistors 103, 105, 108 or 110. Due to the directional coupling of the converted channels from the upper television bands, the individual systems remain decoupled from each other.
The use of directional couplers also makes it possible to move the converted frequency to a channel of television bands I or III, the adjacent channel of which is received by the receiving antenna arrangements 84, 85, 86, 87. The individual directional couplers are decoupled from one another by ohmic resistors 106 and 111, these resistors being placed in those branches that are directly adjacent to the converter, while the most distant directional couplers (e.g. 102) without decoupling resistors directly to those from the converter 99 outgoing lines are connected. It can e.g.
B. If the energy supplied by the converter is distributed to a large number of individual systems, it may be possible that the output voltage occurring at the converter 99 is not sufficient for the converted frequency for a complete supply of all subscribers despite an amplifier part combined with the converter. If antenna amplifiers are available in the individual systems for the channels they receive from the television bands I or III, it is advisable to insert these amplifiers between the directional coupler and the distribution line in the down-feed line, as is the case for example. B. is indicated by the antenna amplifier 112 shown in dashed lines in the down lead 88.
It is possible that an already existing broadband amplifier can also take over the amplification of the converted frequency, provided that this frequency is in a channel of the previously amplified band.
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The invention can be used both for expanding existing antenna systems and for systems that are to be newly built. Depending on the type and number of existing smaller communal antenna systems, there is a wide range of uses. In particular, each of the individual, independent communal antenna systems in the area up to and including television band III can be constructed as desired.
A further development of the invention relates to the structural design of the directional couplers suitable for the purposes of the invention, which consist of an outer screen and two inner conductors arranged inside this screen. Directional coupler arrangements are known in which a coupling conductor is guided over a certain length along a continuous line, whereby certain values are adhered to
Coupling conditions a direction-dependent decoupling of energy is possible. Such arrangements are therefore used especially in measurement technology to determine the front-to-back ratio of waves running along a line. The construction of such directional couplers for measurement purposes must be carried out very carefully.
The coupling loop is usually placed in a separate housing, which is provided with connection options for cables at both ends. These directional couplers are designed for a specific frequency range and cannot be used for all operating situations.
It is also known to produce directional couplers by subsequently inserting a coupling conductor into a coaxial cable. When constructing directional couplers from cables with an outer screen and an inner conductor arranged inside this screen, the coupling loop must be guided in a certain area parallel to the inner conductor. Since the coupling loop between the inner conductor and the
Outer conductor must be arranged, it is z. B. possible to manufacture such a directional coupler in such a way that the outer conductor is cut open along a certain area, the insulation between the inner and outer conductors being provided with a corresponding recess for receiving the coupling conductor. After inserting the coupling conductor, the interface on the outer screen can e.g.
B. be closed again by soldering or by overlaying a conductive mesh or sheet.
Coupling arrangements of this type require a great deal of work for their production and, because of the non-uniform guidance of the coupling loop, do not result in such pronounced directional properties as are normally to be expected in directional couplers.
To achieve uniform coupling along the entire coupling area, the outer conductor of a high-frequency cable is wholly or partially removed in a known directional coupling device and the coupling conductor, also made from a coaxial cable, is placed on the outside of the insulation of the coaxial line in this area. For this purpose, in the coaxial cable acting as a coupling conductor, the insulation is removed up to a surface lying tangentially on the inner conductor. The distance between the inner conductors of the two cables is thus determined by the thickness of the insulation material of the one
Cable and remains constant in the coupling area. The two cables come with a conductive one
Wrapping or a sheet, which is connected to the end of the coupling area with the outer conductors of the two coaxial cables.
This coupling arrangement also results in a relatively cumbersome manufacturing method, the degree of mutual coupling of the two inner conductors also being determined by the thickness of the insulation material and thus depending on the cables used in each case.
According to the invention, which is based on an outer cylindrical screen and two in the
Referring to directional couplers arranged inside this shield against and against conductors insulated from the shield, these disadvantages are avoided in that a relatively short piece of cable is cut from a cable of greater length, in which the two conductors lying inside the shield as continuous inner conductors are preferably compared with are arranged at a small mutual distance to their distance from the screen in such a way that the wave resistance of the conductor arrangement measured between the one inner conductor and the screen has approximately the same value as between the second inner conductor and the screen, this wave resistance value roughly corresponding to that of conventional coaxial cables and preferably 60 ohms,
so that this short piece of cable can be switched on in the course of a coaxial high-frequency power line without reflection and can be used there as a directional coupler.
In contrast to the directional couplers used for measurement purposes, designed from the outset as independent structural units, and the directional couplers produced by special measures from a coaxial cable by inserting a coupling conductor, according to the invention a special directional coupler cable of greater length is used, from which line pieces of corresponding length are cut that can be installed in different components depending on the intended use. This initially avoids the difficulties arising therefrom in directional couplers that the length of the coupling loop should have a certain relationship to the coupled-out wavelength.
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Coupling loops of about À. / 4 length are mostly used, because those of the wavelength À. corresponding frequency results in the lowest coupling loss. The directional coupler cable according to the invention eliminates the need for extensive storage because the corresponding directional couplers can be obtained for each frequency simply by cutting off pieces of cable of the appropriate length. The production of such a cable can essentially be accomplished with the methods customary in cable technology, in contrast to the directional couplers subsequently produced from coaxial cables, the same data apply to each directional coupler because the cable is carried out in a uniform operation is made.
The degree of mutual coupling between the two inner conductors as well as the characteristic impedance condition can be met with a high degree of accuracy, while with the known directional couplers subsequently produced from coaxial cables, it is also determined by any randomness during assembly. Work on the cable is apart from preparing the
Connection points for switching on a normal line, not necessary.
There are various possibilities for compliance with the wave resistance condition, according to which the wave resistance genius between the two inner conductors and the outer screen should each give the same value and approximately correspond to that of a normal coaxial cable. Of the
Characteristic impedance between the screen and the inner conductors depends on the diameter of the screen and the
Inner conductors and their mutual distance dependent. Another influencing of the wave resistance is the choice of the dielectric constant of the between the individual conductors
Isolation material possible.
According to an advantageous further embodiment of the invention, the two inner conductors of the directional coupler cable are arranged in such a way that one of the inner conductors runs coaxially with respect to the outer shield and the second inner conductor loops around the coaxial inner conductor in a helical manner. The coaxial inner conductor is advantageously surrounded by a thin insulating layer on which the second inner conductor is helically wound as bare wire. As a result, the mutual distance between the two inner conductors can be kept constant in a simple manner, while with simple parallel guidance of the two inner conductors when they are encapsulated with insulating material, they can be displaced against one another.
At the same time, the helically extending conductor, which in this case is used as a coupling conductor, has a greater phase wetness than the coaxially extending inner conductor. The insulating layer on the coaxial inner conductor advantageously consists of a very thin braid that z. D. through
Wrapping is applied. The dielectric constant of the insulating material lying between the helically extending inner conductor and the outer shield should expediently be greater than the dielectric constant of the insulating material between the coaxial and the helically extending inner conductor.
Another advantageous possibility for the arrangement of the inner conductors in the directional coupler cable according to the invention is that the two inner conductors are twisted with one another and both run symmetrically with respect to the axis of the outer screen. As a result, both conductors are equivalent with regard to the outer screen and compliance with the wave resistance condition is particularly easy. However, in this case, the two inner conductors z. B. od by a wrapping with insulating materials of different colors. Like. Externally differentiated from each other so that the two conductors are connected in the correct assignment when switched on in a coaxial line.
Further details of the invention are explained in more detail using two exemplary embodiments in which the structure of directional coupler cables is shown.
18 shows a piece of a directional coupler cable in longitudinal section, so that the two inner conductors 113 and 114 are exposed. This cable is shown in cross section in FIG. The inner conductor 113 is covered with insulating material, e.g. B. in the form of a braid, while the inner conductor 114 is wound onto the inner conductor 113 as a bare wire. The inner conductor 113 runs coaxially to the outer screen 115. Between the inner conductors 113 and 114 and the outer screen 115 there is the insulating material 116, by means of which the two inner conductors are simultaneously fixed in their position with respect to the screen 115. The screen 115 is covered from the outside by a protective cover 117.
The wave resistance, measured between the coaxial inner conductor 113 and the outer screen 115 and between the helically running inner conductor 114 and the screen 115 is selected so that a piece of this cable can be switched into a coaxial line as a directional coupler without reflection. For coaxial cables of conventional design, this characteristic impedance is 60 ohms. The magnetic and electrical coupling between the two inner conductors 113 and 114 should be selected so that the ratio of magnetic coupling to electrical coupling is equal to the product of the characteristic impedance of the through line 113 and the coupling line 114.
Since in the present case these two wave resistances should be the same, the ratio of magnetic coupling to electrical coupling is
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equal to the square of the wave resistance of one of the conductor arrangements. The distance between the two inner conductors 113 and 114 from one another is very small compared to their distance from the outer screen 115.
As such, this arrangement of the inner conductors with respect to the outer shield is asymmetrical in this case because the helically extending inner conductor 114 is less spaced from the outer shield US than the inner conductor 113. However, the asymmetry is due to the relatively large distance between the inner conductor and the shield not very large and can be reduced by suitable measures to such an extent that the conductor arrangement corresponds to a symmetrical arrangement within the framework of the required accuracy. One of these measures is that the helical inner conductor 114 has a smaller one
Diameter obtained as the coaxially running inner conductor 113.
20 shows, in longitudinal section, a piece of a directional coupler cable, the inner conductors 118 and 119 of which run symmetrically with respect to the outer screen 121. This cable is shown in cross section in FIG. The two inner conductors 118 and 119 are twisted together. The space between the inner conductors 118 and 119 and the screen 121 is filled by insulating material 120. A protective cover 122 is attached to the screen 121. The two inner conductors 118 and 119 are provided with a thin insulating coating, with the two inner conductors being identified by external features so that when they are connected to a coaxial power line, e.g. B. the distribution line of a community antenna system, the assignment of the individual conductors to each other can be made in the correct order.
Since in this cable the two inner conductors 118 and 119 run symmetrically with respect to the outer screen 121, compliance with the wave resistance requirement, that the wave resistance between each of the inner conductors and the outer screen should be the same, must be observed in a simple manner.
In communal antenna systems, for which the invention can be used with particular advantage, a relatively large frequency range must be decoupled from the distribution line. To connect the television sets, it should be possible to transmit the entire television range with a single directional coupler. For this purpose, it is advantageous to choose the length of the directional coupler to be approximately À / 4 of a frequency which is in the upper frequency range to be transmitted. When transmitting television bands I, III and IV / V, this frequency, for which the length of the directional coupler is À / 4 and therefore has the lowest coupling loss, will be around 600 MHz.
For the frequencies of TV bands I and III, however, there is an increase in the coupling attenuation, although it must be taken into account that the line attenuation increases with increasing frequency. With the same output voltages of the antenna amplifiers or the antennas, the individual subscribers in the upper frequency ranges would then have lower antenna voltages available than for the lower frequency ranges due to the increased line attenuation. Due to the increase in the coupling attenuation for the lower frequencies and the increase in the line attenuation for the high frequencies, the output voltages at the antenna connection sockets are essentially approximately the same for all frequency ranges.
Fig. 22 also shows in section a in the course of a coaxial line 123, z. B. a distribution line of a community antenna system switched on piece 124 of a directional coupler cable according to FIGS. 18 and 19. B. also use a piece of directional coupler cable, as shown in FIG. The directional coupler cable piece 124 is on a mounting
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Nen conductor 127 of the branch line 128 insulated connection terminals 129, 130 and 131 are provided. The outer conductors or shields of the cables 123, 124 and 128 are conductively connected to one another, as indicated by the wire pieces 132-134 shown. The conductive connection of the outer conductors can also take place via clamps and the mounting plate 125.
In the arrangement shown, essentially only energy that runs from left to right is decoupled for branch line 128, while practically nothing of the energy components running from right to left reaches branch line 128. The inner conductor 135 of the directional coupler cable piece is connected to the inner conductor 126 of the line 123, the z. B. forms the distribution line of a community antenna system. The second in-
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completed, while at the other end of the inner conductor 127 of the branch line 128, z. B. a receiver connection cord is arranged. The directional coupler cable piece 124 expediently forms a finished structural unit together with the mounting plate 125 and the connection points 129, 130, 131.
The branch line 128 can also be connected via a plug socket, which then replaces the terminal 131. The directional coupler 124 is expediently arranged in the antenna socket itself. In a similar way, pieces of the directional coupler cable can also be used in antenna switches.
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The directional coupler cable is also not to be used for systems with unbalanced earth, e.g. B. limited coaxial lines, but it can also be used with symmetrical double lines. A corresponding piece of the directional coupler cable is switched into each of the two conductors of the double line; Two directional couplers are therefore necessary for one decoupling point.
PATENT CLAIMS:
1. Arrangement for connecting at least two antennas or antenna amplifiers or
Converter of the television area to one or more common distribution lines using directional couplers, the frequencies coupled into the distribution lines preferably being in channels within the same band, characterized in that the output of one or more antennas or antenna amplifiers or converters is direct and is connected to the distribution lines without the interposition of filter elements and that the coupling of the further antennas or antenna amplifiers or converters takes place via directional couplers whose terminating resistance corresponds to the antenna or facing the consumer end of the distribution lines.